500GB和1TB不同容量的NVMe固态硬盘：性能相差为什么这么大？

　　目前SSD已经成为装机用户最受青睐的硬件产品，基本上每一台新安装的电脑里面都装着SSD，此外NVMe SSD也凭借其出色的性能逐渐成为游戏发烧友口中的香饽饽，毕竟每秒数GB的写入与读取速度对于经常需要大文件拷贝的消费者来说相当给力。然而消费者在购买高性能NVMe SSD的时候却发现，部分品牌的SSD，不同容量之间的性能差距十分地惊人，尤其是写入速度，更是天差地别，特别是500GB以及1TB这两个普遍受消费者青睐的容量。

　　许多用户购买的是500GB容量的固态硬盘，在跑分的过程中却发现远不及1TB容量的固态硬盘，但是经过查询发现购买的产品是从官方途径而来，并没有黑片等假冒的情况出现，那既然是相同的元器件，为什么不同容量的固态硬盘之间的性能差距会如此巨大?这就要从固态硬盘的原理说起了。

　　多通道带来更快速度

　　我们传统的硬盘也就是机械硬盘是让磁头接触高速旋转的磁盘片，让磁头定位在盘片的指定位置，并且使用电磁流改变磁粒的极性实现数据的读写操作，由于在机械硬盘中，大部分磁头数量为一个，因此有着比较长的寻道时间，此外机械硬盘也不能进行并行操作，效率自然是大幅下降。

　　而固态硬盘在工作原理上与机械硬盘有很大的不同，固态硬盘是由主控芯片、缓存颗粒以及闪存芯片所组成，通过主控芯片读取闪存芯片上的数据实现具体数据的存储、读取以及擦除。由于固态硬盘没有机械硬盘的机械结构，因此主控芯片与这些闪存芯片之间的数据交换是多通道的，换句话说就是主控能够在同一时间访问不同的闪存芯片，从而实现性能的极速提升。而一般来说，在单位闪存颗粒大小一定的前提下，大容量固态硬盘所搭载的闪存芯片数目更多，因此主控芯片单位时间所能读取的数据量也就更多，从而实现闪存性能的提升。

　　大容量更有大缓存

　　在设计原理以及实际性能上，SSD固态硬盘处于绝对的领先，显然是目前摆脱电脑木桶效应的不二之选，另外CPU想要和传统的机械硬盘进行数据交换，需要通过主板芯片组以及南桥芯片，因此在传输数据中效率有所降低，而现在的NVMe SSD通过PCIe等通道直接与Intel相互连接，在数据的传输过程中得到了极大的提升。

　　不过我们知道，目前在电脑之中，传输速度最高的便是CPU的诸多计算单元，即使是CPU中的L3缓存芯片速度，也是现在的固态硬盘所不能比的。换句话说就是在进行大容量数据存储的同时，CPU所成产的数据需要被硬盘所全盘接纳，但是固态硬盘的速度却匹配不上CPU，因此SSD上拥有一块较大容量的高速缓存，用来存放CPU中的数据，从而避免CPU的资源被额外占用，让电脑更加流畅。

　　缓存类型有很多，除了内置缓存芯片之外，另外一种方法就是将SSD中的部分存储空间模拟成SLC缓存，从而满足CPU的通信传输需求，考虑到现在绝大部分SSD都采用TLC存储颗粒，与SLC的存储比为3:1，因此想要模拟1个单位的SLC空间，就需要3个单位的TLC空间。自然这种模拟SLC缓存的行为需要大量的存储空间，如果你采用的是较小容量的SSD，那么厂商在进行SLC缓存设置的就显得十分地保守，从而造成SSD的性能的降低，而大容量SSD由于拥有较为充裕的空间，厂商在设置缓存的时候显得更为激进，从而能够获取更高的性能。

　　那有人会问，如果将两个500GB SSD通过Raid 0等方式变成一块1TB的SSD，是不是性能翻倍呢?毕竟之前有用户将多块机械硬盘通过Raid 0的方式组合，从而获得更快的存储速度。显然没有这么简单，且不说通过组Raid 0的方式容易造成文件安全性大幅下降，目前NVMe SSD都是通过PCIe通道与CPU进行直连，从而获取最快的性能，然而CPU的PCIe通道却是有限的，尤其是发烧级显卡还需要8条或者16条PCIe通道进行数据交换，导致分配给NVMe SSD的PCIe通道少而又少。也就是说即使通过Raid 0让两块500GB的SSD获得与1TB SSD一样的容量，实际性能仍然是1TB较为出色。

　　主流容量并不意味着低速

　　通过上述的分析我们可以看到，影响500GB与1TB SSD最大的几个因素就是厂商的策略以及传输的通道，如果厂商在500GB以及1TB NVMe SSD中采用相同的通道进行传输，同时像模拟SLC这样的方法显得更加激进，那么实际上500GB与1TB之间的性能也不会有很大的差别。

　　市面上有没有500GB与1TB之间的性能相差不大的SSD呢?随着厂商存储策略以及主控芯片的改良，这样的SSD也在市场上越来越多，比如说铠侠EXCERIA PLUS G2 NVMe SSD(RD20)就是这么一款面向主流用户的SSD。值得注意的是，铠侠事实上就是之前大家十分熟悉的东芝存储器，在2019年更名为铠侠，而2020年上半年采用铠侠品牌的SSD便陆续出现在市场上。

　　铠侠EXCERIA PLUS G2 NVMe SSD(RD20)采用了8通道控制器，可支持PCIe3.0x4通道和全新的NVMe 1.3规范，可以说如此高的主控通道确保了即使是500GB的容量也能获得与大容量SSD相同的速度体验，另外铠侠也在铠侠EXCERIA PLUS G2 NVMe SSD(RD20)上重新设计了部分存储策略，同样可以提升500GB存储产品的性能。作为一款面向发烧级用户的存储产品，铠侠EXCERIA PLUS G2 NVMe SSD(RD20)拥有3400MB/s的读取速度以及3200MB/s的写入速度，并且500GB、1TB以及2TB均为这个持续读写速度，可见铠侠还是相当良心的。并且铠侠EXCERIA PLUS G2 NVMe SSD(RD20)还采用了日本原厂闪存颗粒，确保SSD运行时的极速和稳定。

　　对许多用户来说，受制于预算，500GB容量是一个相对来说比较有性价比的选择，而对于厂商来说，如何让购买500GB的用户也能享受与购买1TB或者2TB的用户相同的性能表现，同样是一件值得研究的方向，在这点上，铠侠EXCERIA PLUS G2 NVMe SSD(RD20)还是做得较为出色的。